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振动熵的估算因其对量子力学特性的依赖，成为热力学和统计力学领域的重大挑战。该研究团队提出一种通过能量导数估算振动熵的量子算法。该方法对能量二阶导数的精确表达式进行块编码，并采用量子线性系统算法处理表达式中出现的能隙倒数幂次问题。研究进一步表明，若利用关于二阶导数值的先验知识，该算法能以查询复杂度Õ(Zκ²/ϵT)实现熵的ϵ近似估计（其中κ为条件数，T为温度，ϵ为误差容限，Z为配分函数类比量）。研究团队证明，当二阶导数的先验知识足够充分时，查询复杂度可实现二次方级提升。这表明在温度合理假设下，量子计算机计算振动熵贡献的速度将超越经典算法。该工作揭示了量子算法在增强热力学性质预测方面的潜力，为材料科学、分子生物学和化学工程等领域的进步开辟了新途径。